Разложение фосфата и кристаллизация сульфата кальция

Установлено, что повышение концентрации серной кислоты и ее температуры способствует быстрой кристаллизации образующегося сульфата кальция и отложению его в виде очень плотной пленки на поверхности разлагаемого фосфата, благодаря чему гетерогенная реакция разложения задерживается. В результате этого продолжительность процесса схватывания суперфосфатной массы удлиняется и жидкая фаза выступает на поверхности твердых частиц. Кроме того, сульфат кальция мало растворим в серной кислоте, что способствует отложению плотных пленок. [c.435]

Установлена (авт. свид. СССР № 483347, 1975) возможность интенсификации производства экстракционной фосфорной кислоты как дигидратным, так и полугидратным способами посредством осуществления процессов разложения фосфата и кристаллизации сульфата кальция в двух реакторах, в каждом из которых создаются оптимальные условия для этих процессов. [c.162]

Разложение фосфата и кристаллизация сульфата кальция [c.140]

Разложение фосфата и кристаллизацию сульфата Кальция обычно осуществляют в одних и тех же аппаратах — экстракторах. Общий их объем определяется необходимым временем пребывания в них реакционной массы (пульпы), а также производительностью системы. [c.140]

В этих условиях скорость разложения фосфата мала, кристаллизация сульфата кальция протекает медленно и, вследствие-большой вязкости кислоты, отделение ее от осадка весьма затруднительно. Поэтому экстракцию ведут при более высоких температурах, т. е. в области температур и концентраций кислоты, когда дигидрат ме- [c.164]

Переработка природных фосфатов в простой и двойной суперфосфат. Простой суперфосфат получают разложением апатитов серной кислотой. Этот гетерогенный процесс, лимитируемый, в основном, диффузионной кинетикой, можно условно разбить на два этапа. Первый — это диффузия серной кислоты к частицам апатита, которая сопровождается быстрой химической реакцией, идущей на межфазной поверхности (поверхности частиц апатита) вплоть до полного израсходования кислоты, и кристаллизация сульфата кальция. [c.18]

Порошок фосфатов и серную кислоту смешивают в экстракторе в течение 5—6 ч. В зависимости от гидродинамических и температурных условий в различных зонах аппарата происходит разложение сырья и кристаллизация сульфата кальция (фосфогипса), Температуру, например 75—78 °С в дигид-ратном процессе для апатита, поддерживают охлаждением пульпы воздухом либо в вакуум-испарителе. Образующиеся фтористые газы проходят абсорб- [c.9]

Способствует увеличению скорости разложения природного фосфата и лучшей кристаллизации сульфата кальция предварительное смешение исходной серной кислоты с циркулирующей в системе реакционной пульпой или образующимся на стадии фильтрации раствором разбавления (патенты Великобритании № 1431659, США №№ 3257168 и 3453076) [61, 62]. Для этой же цели используют и мокрую систему подачи фосфатного сырья в экстрактор, при которой исходный фосфат также предварительно смешивают с циркулирующей пульпой или раствором разбавления и направляют в экстрактор в виде суспензии [61]. Важной технологической стадией в процессе получения фосфорнокислотного раствора является фильтрация реакционной пульпы. [c.52]

Простым суперфосфатом называется фосфорное удобрение,, получаемое разложением природных фосфатов серной кислотой, взятой в количестве, недостаточном для связывания всего кальция в сульфат. Образующаяся при смешении кислоты с фосфатом суспензия по мере протекания реакций и кристаллизации из раствора сульфата кальция постепенно загустевает и твердеет (схватывается, созревает ) в сплошную массу, которая затем измельчается. Сульфат кальция остается в продукте в виде балласта. По внешнему виду простой суперфосфат представляет собой порошкообразный или зернистый продукт светло- или темно-серого цвета. [c.38]

Введение в реакционную массу затравки, т. е. возврат части пульпы с кристаллами сульфата кальция в первую секцию экстрактора, уменьшая возможность возникновения новых центров кристаллизации (зародышей), способствует образованию более крупных кристаллов. При этом в первую секцию вводят фосфат, раствор разбавления и значительную часть пульпы из предпоследней или последней секции, а серную кислоту подают в третью или четвертую секцию. Таким образом, вначале разложение фосфата ведется фосфорной кислотой. [c.150]

Вторая стадия — переработка вытяжки может быть осуществлена по многим вариантам [И]. Подробно описаны условия получения простых и сложных удобрений различными методами— с добавкой к азотной кислоте фосфорной и серной кислот или сульфатов, а также с частичным выделением нитрата кальция кристаллизацией [12—16]. Раздельное получение преципитата и нитратного удобрения азотнокислотным разложением фосфатов нашло сравнительно небольшое распространение. Это объясняется рядом технических трудностей переработки азотнокислотной вытяжки — необходимостью предварительного связывания фтора, тонкого измельчения известняка для преципитирования и проведения операции фильтрации преципитата. Большое распространение получили методы получения двойных и тройных удобрений [16]. [c.130]

Образование сульфатной корки на зернах фосфата обусловлено прилипанием Э к ним значительно меньших по размеру (шламовых) кристаллов полугидрата сульфата кальция или ангидрита под влиянием межмолекулярных или электростатических сил притяжения 8 . Сульфатный покров образуется в результате прилипания кристаллов с размерами меньше 5—10 мк. Кристаллы крупнее 30—40 мк, близкие по размерам к зернам апатита, почти не прилипают к их поверхности и не образуют шламового покрова. Размеры же образующихся кристаллов сульфата кальция зависят от условий кристаллизации, прежде всего от степени пересыщения жидкой фазы. При периодическом смешении фосфатной муки и серной кислоты, в жидкой фазе в начальный момент имеется лишь серная кислота исходной концентрации. В этих условиях для разложения апатитового концентрата должна применяться серная [c.836]

Условия кристаллизации твердых фаз имеют большое значение в производстве суперфосфата, так как они оказывают влияние на скорость процесса разложения природных фосфатов. По мере кристаллизации сульфата кальция реакционная масса затвердевает в результате образования микрокристаллов Са304, удерживающих большие количества жидкости. Затвердевание происходит [c.311]

Присутствие свободной серной кислоты резко уменьшает растворимость сульфата кальция в фосфорной кислоте. При избытке окиси кальция по отношению к 50з кристаллизация гипса несколько замедляется по сравнению с растворами, содержащими свободную серную кислоту. Во всех случаях осаждение гипса ускоряется в присутствии затравки (пересыщение по гипсу снижается до нуля за 1,5—-2 часа). В практических условиях можно избежать пересыщения, если вести процесс без резких концентрационных и температурных колебаний. Для успешного отделения фосфорной кислоты от осадка (фильтрование, декантация, промывка) необходимо образование возможно более крупных и изометрических кристаллов сульфата кальция. Из трех форм кристаллов гипса (рис. 233) наиболее приемлема форма в. Установлены во-82 условия получения хорошо фильтрующихся осадков сульфата кальция в процессе экстракции. Степень пересыщения жидкой фазы сульфата кальция при разложении фосфатов должна поддерживаться не выше 0,2—0,5. Низкая степень пересыщения достигается прежде всего непрерывным ведением процесса (рис. 234). Чем больше относительный реакционный объем раствора ( ли чем больше продолжительность взаимодействия реагентов), тем крупнее и однороднее получаются кристаллы. Опытом установлена продолжительность пребывания пульпы в реакторах для различных типов фосфатного сырья 4—7 час. 8з-ю,4 э м [c.607]

Суперфосфат — наиболее распространенное фосфорное удобрение. Его называют также простым суперфосфатом в отличие от более концентрированного двойного суперфосфата. Простой суперфосфат получают разложением природных фосфатов —апатитового концентрата или фосфоритной муки — серной кислотой. При разложении трикальцийфосфата серной кислотой в зависимости от соотношения между реагирующими компонентами получаются или фосфорная кислота (стр. 146), или кислые фосфаты кальция. Последние образуются тогда, когда серной кислоты не хватает для связывания всего кальция в сульфат. При обработке природного фосфата серной кислотой, взятой в количестве, соответствующем образованию монокальцийфосфата, полученная вначале суспензия по мере протекания химических реакций и кристаллизации из раствора образующихся соединений постепенно загустевает и твердеет (схватывается, созревает ) в сплошную массу, которая затем измельчается. [c.160]

При сернокислотном разложении природного фосфатного сырья [основной компонент-апатит Са1оРа(Р04)в], сопровождающемся кристаллизацией дигидрата (гипса) или полугидрата сульфата кальция, в процесс вводят серную кислоту, фосфатное сырье и воду, а выводят продукционную экстракционную фосфорную кислоту ЭФК (30—48% РаОв), влажный фосфогипс и водяной пар с малым (при работе с ва-куум-испарительной установкой) или с большим (при воздушном охлаждении от реакционной суспензии в экстракторе) содержанием воздуха. Фосфогипс, состоящий из дигидрата или полугидрата сульфата кальция, содержит 18—40% воды, остальное — дигидрат или полугидрат сульфата кальция. В экстракторе выделяется значительное количество теплоты, которое отводится преимущественно путем испарения воды при воздушном охлаждении и в вакуум-испарителях экстракционных систем. Источники теплоты — экзотермические процессы разложения фосфата, смешения серной кислоты с жидкой фазой (фосфорной кислотой) фосфорнокислотной суспензии сульфата кальция, кристаллизации сульфата кальция [77, 109]. [c.71]

Торможение разложения фосфата кислотой может быть обусловлено кристаллизацией сульфата кальция на поверхности зерен фосфата непосредственно из диффузионного пограничного слоя и замедлением вследствие этого диффузии ионов a + в массу раствора. Наблюдениями под микроскопом найдено , что эффект пассивирования зерен фосфата определяется размерами и формой образующихся кристаллов сульфата кальция. При высоких концентрациях серной кислоты (выше 63%) жидкая фаза быстро пересыщается сульфатом кальция, вследствие чего выделяется большое количество мелких (длиной 5—7 мк и. шириной 1—2 мк] кристаллов Са504-0,5Н20 и Са504 в форме иголочек, образующих налеты, которые покрывают почти всю поверхность зерен апатита. Это затормаживает реакцию, в результате чего процесс протекает недостаточно полно и суперфосфатная масса с недостаточным количеством сульфата кальция плохо схватывается. Содержащаяся в ней жидкая фаза остается на поверхности твердых частиц и получается не рассыпчатый, а мажущий продукт с плохими физическими свойствами. При концентрациях серной кислоты ниже 63% жидкая фаза пересыщается в меньшей степени, поэтому выделяются относительно большие кристаллы сульфата кальция (10—15 мк). Они не покрывают поверхность зерен фосфата сплошным слоем, а образуют пористую рыхлую корку, в меньшей степени затрудняющую диффузию кислоты к зернам. Поэтому реакция идет быстро и получается сухой рассыпчатый продукт, так как остающаяся жидкая фаза впитывается в поры между кристаллами. [c.46]

Поддержание оптимального содержания сульфатов в жидкой фазе суспензий является важным условием достижения высокой степени извлечения Р2О5 в продукционную кислоту. При снижении концентрации сульфатов уменьшаются скорость и степень разложения фосфатных минералов, одновременно возрастает внедрение фосфата кальция в кристаллическую решетку сульфата кальция, обусловленное близостью значений радиусов ионов SO4 и НРО " ( захват Р2О5 ). Повышение концентрации свободной серной кислоты снижает захват Р2О5, но вызывает кристаллизацию сульфата кальция на поверхности зерен фосфата с образованием плотных шламовых 162 [c.162]

Фосфатное сырье, серную и оборотную фосфорную кислоты с помощью дозирующих устройств и насосов подают в первую секцию экстрактора (возможно распределение серной кислоты между секциями или аппаратурное разделение зон разложения фосфата в фосфорной кислоте и кристаллизации сульфата кальция при обработке образовавшихся суспензий монокальцийфосфата серной кислотой). В первую секцию возвращают также значительную часть суспензии из предпоследней или последней секции — это позволяет снизить пересыщение и улучшить условия кристаллизации сульфата кальция. Выделяющиеся при разложении сырья фтористые газы из газового пространства экстракторов отсасываются в систему абсорбции, где улавливаются водными растворами Н231Рв. Теплота идущих в процессе экстракции реакций отводится путем отбора водяных паров в систему абсорбции (воздушное охлаждение) или в системе вакуум-испарения, куда мощными насосами подается циркулиру- [c.163]

При введении избытка серной кислоты (сверх стехиометрического количества), а также при неполном разложении фторапатита во второй стадии процесса разложения в суперфосфате остается свободная фосфорная кислота Н3РО4. Одновременно с разложением апатита происходит образование кристаллов сульфата кальция, а затем монокальцийфосфата. Условия кристаллизации твердых фаз имеют огромное значение в производстве суперфосфата, так как оказывают большое влияние на скорость процесса разложения природных фосфатов. По мере кристаллизации сульфата кальция реакционная масса затвердевает в результате образования микрокристаллов aS04, удерживающих большие количества жидкости. Затвердевание происходит очень быстро, до полного израсходования серной кислоты по реакции [c.113]

На базе результатов исследований скорости растворения фосфатов и кристаллизации сульфата кальция, изложенных выше, в НИУИФ НПО Минудобрения разработан двухзонный (по сульфатному режиму) процесс получения экстракционной фосфорной кислоты [28, 66]. Сущность этого процесса заключается в том, что разложение апатита и кристаллизацию сульфата кальция проводят в две стадии, на первой из которых поддерживают пониженное содержание H2SO4 в жидкой фазе пульпы, а на второй — повышенное. Так, для двухзонного полугидратного процесса первая стадия протекает при содержании H2SO4 в жидкой фазе пульпы 0,2—1,0%, а вторая — при 2—4% для двухзонного дигидратного процесса первая стадия — при 0,75— 1,2%, вторая — при 1,8—3,8%. [c.67]

Таким образом, в экстракторе усовершенствованной конструкции первый реактор обеспечивает интенсификацию процессов разложения фосфата и кристаллизации сульфата кальция в режиме полного перемешивания реакционной. массы, а второй реактор предназначен для доизвлечения Р2О5 в раствор из не-доразложившейся части фосфата и доосаждення сульфата кальция в режиме вытеснения, что исключает вероятность проскока нерастворенных зерен фосфата. [c.73]

Основными аппаратами, определяющими производительность технологической системы при сернокнс.чотном разложении фосфатного сырья, являются экстракторы, служащие для разложения фосфата и кристаллизации сульфата кальция, и вакуум-фильтры, предназначенные для разделения твердой и жидкой фазы реакционной пульпы. [c.81]

Простой суперфосфат. Простой суперфосфат получают разложением природных фосфатов серной кислотой, взятой в количестве, не достаточном для связывания всего кальция в сульфат. Образующаяся суспензия по мере протекания реакций и кристаллизации сульфата кальция постепенно загустевает и твердеет ( созревает ) в сплошную массу, которую затем измельчают. Выделяющиеся фтористые газы направляются на установку абсорбции. Абсорбция фтора (в виде SiF4) производится водой. Образующийся раствор кремнефтористоводородной кислоты используют для производства кремнефторида натрия. При производстве простого суперфосфата загрязнение сточных вод происходит также вследствие промывки газоходов и оборудования водой. [c.322]

Первая стадия реакции представляет собой химическое растворение, осложненное осаждением на зернах фосфата плотных или сравнительно рыхлых пористых корок сульфата кальция. Плотные корки сильно затрудняют диффузию жидкой фазы к поверхности фосфата, и поэтому реакция замедляется рыхлые корки замедлянзт реакцию в меньшей степени. Структура образующейся корки обусловлена скоростью кристаллизации твердой фазы, зависящей главным образом от пересыщения раствора сульфатом кальция. Поэтому скорость разложения фосфата определяется не только активностью (концентрацией) кислоты, но и степенью ее пересыщения продуктами реакции. На рис. 217 показан общий вид зависимости степени разложения фосфата за определенное время (изохрона) от концентрации исходной серной кислоты. С увеличением концентрации разбавленных растворов (начиная от нулевой) и уменьшением концентрации крепких растворов (от 100% Н2504) активность их повышается и скорость, а следовательно, и степень разложения увеличиваются. Однако, начиная с некоторых концентраций кислоты (малых и больших) возрастает пересыщение системы сульфатом кальция. Это вызывает уменьшение скорости и степени разложения как в области малых, так и больших концентраций кислоты. По этой причине на кривой рис. 217 имеются два максимума. Минимум между ними характеризует область наибольшего пересыщения раствора сульфатом кальция с образованием на зернах фосфата корки труднопроницаемой для кислоты. Положение максимумов (концентрация кислоты и степень разложения фосфата) зависит от вида сырья, отношения Т Ж, температуры и др. [c.45]

Зависимость степени разложения фосфатного сырья от концентрации исходной серной кислоты за определенный период времени (изохрона) представлена на рис. 134. Кривая имеет два максимума. При повышении концентрации серной кислоты в области разбавленных растворов и понижении концентрации в области концентрированных актив-1юсть кислот растет и соответственно степень разложения фосфата увеличивается. Однако с ростом активности кислоты возрастает и степень пересыщения раствора сульфатом кальция, идет его быстрая кристаллизация с образованием плотной корки aSOi-0,5Н20 на поверхности частиц апатита, препятствующей диффузии фосфорной кислоты. В результате этих явлений в определенной области концентраций серной кислоты скорость и степень разложения фосфатов замедляется, что отвечает минимуму на кривой рис. 134. [c.368]

Разложение фосфатов серной или фосфорной кислотами представляет собой сложный процесс химического растворения, т. е. необратимого разрушения кристаллической решетки минерала, сопровождаюшийся одновременной кристаллизацией побочного или основного продукта реакции — сульфата кальция, моно- или дикальцийфосфата. [c.9]

Процесс получения суперфосфата является весьма сложным комплексом физико-химических явлений. Выделяющийся сульфат кальция, а также кристаллизация однозамещенного фосфата кальция из пересыщенного раствора обусловливают схватывание пульпы и твердение массы (период созревания в камере). Кристаллохимические процессы влияют также на скорость разложения фосфата, так как образующаяся при некоторых условиях плотная малопроницаемая для кислоты корка продуктов реакции на отдельных зернах фосфата препятствует дальнейшему взаимодействию их с кислотой, вследствие чего созревание суперфосфата (в камере) и дозревание его (вылеживание на складе) затягиваются. Технологический процесс и качество суперфосфата зависят от концентрации, температуры и количества кислоты, состава фосфата, времени и режима смешения реагентов, условий созревания и дозревания продукта. [c.307]

Примеси щелочных металлов в процессе кислотного разложения фосфатного сырья также взаимодействуют с ионом SiF6 , находящимся в растворе, образуя кремнефториды натрия и калия. Растворимость последних в фосфорной кислоте резко уменьшается с понижением температуры. Это приводит к тому, что при значительном содержании щелочных металлов в сырье (более 0,4—0,6%) стадия фильтрации осадка сульфата кальция при сернокислотном разложении фосфатов значительно осложняется из-за кристаллизации кремнефторидов на узлах и коммуникациях фильтровальной аппаратуры. [c.66]

Известно, что каратауские и кингисеппские фосфориты, как и некоторые другие фосфатные руды, содержат значительные количества примесей соединений магния, железа и алюминия, которые существенно затрудняют их кислотное разложение. В частности, при сернокислотной экстракции фосфорной кислоты из фосфоритов Каратау скорость фильтрации осадка дигидрата сульфата кальция является недостаточной вследствие неблагоприятных условий его кристаллизации. Нейтрализация получаемой фосфорной кислоты для производства аммофоса приводит к образованию весьма вязких, трудно транспортируемых пульп из-за совместного осаждения примесей фосфатов железа и алюминия и магнийаммо-нийфосфата. [c.154]

Образование минеральных отложений является, следствием кристаллизации солей из пересыщенных растворов. Термическое разложение солей временной жесткости приводит к образованию пересыщенных растворов малорастворимых карбонатов кальция и магния, а термодинамические нарушения равновесия в пересыщенных растворах солей постоянной жесткости вызывакэт кристаллизацию сульфатов, фосфатов, оксалатов и других малорастворимых солей кальция, стронция, бария. Согласно современным воззрениям, пересыщенный раствор представляет собой ультрамикрогетерогенную систем) (промежуточное состояние между истинным и коллоидным растворами), в объеме которой непрерывно происходит образование и распад микрозародьшхей кристаллической фазы. Движущей силой их образования является величина пересыщения, определяемая как разность между текущей и равновесной концентрацией. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология